氯碱生产化盐工段.docx
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氯碱生产化盐工段
2.3化盐
2.3.1目的：
保证供给离子膜电解岗位所需要的饱和精致盐水。
2.3.2工艺流程：
化盐流程图
VO120NaOH高位槽VO121NaClO高位槽VO111空气缓冲罐
VO104加压溶气罐RO120后反应器VO122NaCO3高位槽
VO123NaSO3高位槽RO1053#折流槽VO101澄清桶
VO102配水罐PO101盐水结料泵EO101化盐水换热器
RO101前反映槽PO102加压泵VO109盐泥泵
PO106滤液池VO108过滤精盐水槽PO103过滤精盐水泵
RO1031#折流槽VO103化盐桶RO1042#折流槽
LO101皮带传送机VO105预处理器MO102文丘里混合器
VO106进液高位槽FO101HVM过滤器FO102盐泥压滤机
2.3.2.1化盐：
原盐由皮带输送机LO101送入化盐桶VO103A/B顶部。
来自离子膜新电解或老电解工序的淡盐水，一部分流入1#折流槽RO103后经澄清桶流入盐水缓冲罐VO126，在盐水输送泵PO114A/B前加入亚硫酸钠，将淡盐水中游离氯含量降为零后输送至脱硝工段，脱硝后的淡盐水重新返回配水槽VO102，另一部分淡盐水直接进入配水槽VO102，两部分淡盐水与盐泥压滤回收的滤液、返回的废水以及补充的一次水配水后，在进盐水中游离氯含量通过板式换热器EO101加热后送入化盐桶VO103A/B底部，经分布管均匀上进与原盐逆流接触获得粗盐水。
2.3.2.2盐水精制：
从化盐桶出来的粗盐水流入2#折流槽RO104，根据原盐质量，分别向折流槽内加入精制剂氢氧化钠溶液后粗盐水流入前反应器RO101，在前反应器内粗盐水中的镁离子与氢氧化钠反应生成氢氧化镁，菌藻类、腐殖酸等，有机物则被盐水中次氯酸钠氧化分解成为小分子有机物，处理后的粗盐水一部分由加压泵PO102A/B/C送入加压溶气罐，在压力的作用下使粗盐水溶解一定量的空气，在文丘里混合器MO102中加入三氯化铁溶液后，粗盐水进入预处理器VO105，经过预处理器除掉大部分氢氧化镁的盐水自流进入后反应器，RO102A/B，同时将碳酸钠溶液加入后反应器，RO102A/B上部，盐水中的钙离子与碳酸钠反应形成碳酸钙沉淀充分反应后，后反应器RO102A中的盐水自流进入进液高位槽VO106A，然后流入HVM膜过滤器FO101A/B/C/D过滤掉沉淀后进入折流槽RO105A/B加入亚硫酸钠，调节游离氯含量为零，从两个折流槽中出来的精制盐水汇合后流入过滤精盐水槽VO108，根据需要由过滤精盐水泵PO103 A/B向二次盐水岗位输送精制盐水。
由澄清桶、预处理器、HVM膜过滤器排出的盐泥由盐泥泵PO105A/B打入板框压滤机FO102A/B，滤饼排弃用车运出界区，滤后澄清液流入滤液池VO110再用泵PO106A/B打入配水槽VO102循环利用。
2.3.2.2.1精制目的：
对离子膜电解过多的钙镁离子会加大二次盐水螯合树脂塔的生产负荷缩短再生周期，严重时，使螯合树脂出现穿透现象，因此钙镁离子不超过某值，盐水中游离氯破坏螯合树脂的结构，有机物使树脂溶胀，进入电解槽盐水中的硫酸根含量过高，硫酸根会以硫酸钠或三聚盐（由硫酸钠、氯化钠、氢氧化钠形成的复合物）形成沉积，在靠近离子膜阴极侧对离子膜造成物理性损坏，电流效率下降，必须对盐水精制。
2.3.2.2.2精制原理
1）除金属离子原理
①除硫酸根：
膜法除硝是通过膜的选择性透过的原理，增加压力使盐水透过膜元件，氯化钠和水在压力驱动下透过形成回收盐水，而硫酸钠则因膜的选择性被截留在富硝侧。
从而得到硫酸钠浓度较高的富硝盐水和硫酸钠浓度较低的脱硝盐水。
冷冻脱硝原理：
硫酸钠和氯化钠共溶于二元水溶液中，在17.9oC起开始降温，硫酸钠的溶解度会降低。
通过冷冻结晶的方法，可使硫酸钠以十水芒硝的形式从盐水中去除并得到贫硝盐水。
②除镁：
镁离子常以氯化物的形式存在于原盐中，精制时向粗盐水中加入烧碱溶液生成不溶性的氢氧化镁沉淀。
反应方程式：
离子反应方程式：
为使反应完全，控制氢氧化钠过量，本反应速度快几乎瞬间完成，是本工艺中的前反应。
③除钙：
钙离子一般以氯化钙和硫酸钙的形式存在与原盐中，精制时向粗盐水中加入碳酸钠溶液使生成不溶性的碳酸钙沉淀。
反应方程式：
离子反应方程式：
为使反应完全，碳酸钠一般控制过量，本反应速率较慢，反应速度受温度影响较大，一般在50℃左右，在碳酸钠过量情况下需半小时方能反应完全。
2）预处理器工作原理
化盐后的粗盐水中含有大量的氢氧化镁沉淀，沉淀为胶状絮片，极难沉降，同时也不利于过滤器正常操作，故采用浮上澄清的方法将氢氧化镁先行除去。
首先，将粗盐水通过加压溶气罐，罐内保持0.18～0.3MPa压力，在压力的作用下使粗盐溶解一定量空气，当粗盐水进入预处理器后压力突然下降，粗盐水中的空气析出，产出大量细微的气泡，细微的气泡附着在絮凝剂与Mg（OH）2凝聚的颗粒上使盐水中的机械杂质假比重低于盐水而上浮，在预处理器表面上形成浮泥，通过上排泥口排出，部分较重颗粒下沉形成沉泥，通过下排泥口排放，清液自出口流出。
3）凯膜过滤器工作原理
预处理后的粗盐水中仍含少量的机械杂质，大量的钙离子及微量的氢氧化镁，因此需加入一定量的碳酸钠溶液充分反应后，粗盐水在一定压力下通过孔径极微小的HVM膜，使杂质被隔离阻，从而得到纯净清盐水。
凯膜法除硝工艺流程：
约80℃淡盐水（pH=9-10.5）经过淡盐水冷却器Ⅰ降温至55℃以下,再经过淡盐水冷却器Ⅱ冷却至35℃以下，在淡盐水冷却器Ⅰ前的管道内加入3%的稀溶液，将淡盐水中的游离氯含量降至零，冷却后的淡盐水从淡盐水冷却器Ⅱ进入淡盐水槽。
在淡盐水输送泵进口管道内加入4%稀盐酸溶液，将pH值调节至5.5-7.5，正常控制在6±0.2，再经过袋式过滤器去除盐水中固体悬浮物，最后进入原料盐水槽。
原料盐水输送泵将原料输送到保安过滤器，借助高压泵，循环泵将原料输送到膜过滤单元，膜的渗透液作为脱销盐水进入回收沿水槽回收盐水，通过回收盐水输送泵输送到界区外，膜浓缩热一部分循环回到循环泵进口，一部分进入到富硝盐水中间槽。
在富硝盐水输送泵进口管内通过碱高位槽自留加入10%氢氧化钠溶液，使富硝盐水至微碱性，避免pH值过低，对冷冻设备造成腐蚀，富硝盐水输送泵将富硝盐水输送至冷冻单元的预冷器降温到16-18℃后进入高级浓缩分离器，在高校浓缩分离器中富硝盐水在低温下会形成大量芒硝晶种，大部分富硝盐水通过冷冻循环泵进入蒸发器进行冷冻降温之4-5℃，又回收高效浓缩分离器，建立平衡后，高效浓缩分离器温度也维持在4-5℃,高效浓缩分离器内芒硝晶种逐渐地长大并沉降下来，底部至离心机，使盐水与芒硝分离，部分分离后的食盐水被收集到贫硝盐水槽，然后通过贫硝盐水泵打入预冷器，回收部分冷冻后进入回收盐水槽与脱硝盐水一起送到界区外。
2.3.3工艺控制指标：
序号
项目
指标控制
分配或记录次数
取样或测控点
1
配水
化盐水温度
55-65℃
1次/每小时
板式换热器
SO42-
≤5g/l
1次/每班
P0101出口
配水罐液位
20-90%
1次/每小时
配水罐
2
化盐
粗盐水NaCl
300-310g/l
4次/每班
化盐桶出口
粗盐水NaOH
0.1-0.5g/l
4次/每班
前反应槽出口
粗盐水SO42-
≤5g/l
1次/每班
化盐桶出口
粗盐水pH
10.5-12
1次/每小时
2#折流槽出口
游离胺
≤3ppm
4次/每班
ORP处
3
预处理
加压溶气罐液位
中间规格（65%）
1次/每小时
加压溶气罐
加压溶气罐压力
0.18-0.3MPa
1次/每小时
加压溶气罐
Mg2+
≤20mg/l
4次/每班
预处理器出口
预处理器进出口温度
≤5℃
1次/每小时
预处理器进出口
预处理器出口温度
50-60℃
1次/每小时
预处理器出口
盐水Ca2++Mg2+
≤2mg/l
4次/每班
HVM过滤器出口
盐水Na2CO3
0.3-0.6g/l
4次/每班
后反应槽出口
游离胺
0
4次/每班
3#折流槽出口
ss
≤1mg/l
3次/周
P0103出口
无机氨
≤1mg/l
1次/周
P0103出口
总氨
≤2mg/l
1次/周
P0103出口
4
HVM膜过滤压力
≤0.2MPa
HVM膜过滤器
5
板框压滤机过滤压力
＜0.6MPa
板框压滤机
板框压滤机洗滤压力
＜0.4MPa
板框压滤机
6
板式换热器出口温度
55-65℃
1次/每小时
板式换热器
7
空气压力
≥0.6MPa
空气总管
8
蒸汽压力
≥0.35MPa
蒸汽总管
9
加压泵出口压力
0.55-0.6MPa
加压泵
10
过滤精盐水泵出口压力
0.2-0.55MPa
过滤精盐水泵
11
盐泥泵出口压力
0.4-0.65MPa
盐泥泵
12
FeCl3加药泵
0.35-0.4MPa
FeCl3加药泵
13
一次盐水给料泵
0.2-0.3MPa
一次盐水给料泵
14
NaOH高位槽液位
≥25%
1次/每小时
15
Na2SO3高位槽液位
≥25%
1次/每小时
16
NaClO高位槽液位
≥25%
1次/每小时
17
盐酸高位槽液位
≥25%
1次/每小时
18
中间槽液位
≥25%
中间槽
19
Na2CO3高位槽液位
≥25%
1次/每小时
Na2CO3高位槽
20
前反应高位槽液位
≥65%
1次/每小时
前反应器
21
精制盐水储罐液位
≥50%
1次/每小时
精制盐水储罐
22
进液高位槽液位
≥50%
1次/每小时
进液高位槽
23
FeCl3储罐液位
≥25%
1次/每小时
FeCl3储罐
24
Na2SO3
8-10%
1次/槽
Na2SO3配制槽
25
FeCl3
1-3%
1次/槽
FeCl3配制槽
26
Na2CO3
9-12.5%
1次/槽
Na2CO3配制槽
27
NaOH
32%
NaOH高位槽
28
HCl
15%
HCl储槽
29
脱硝HCl
4%
脱硝酸配制槽
2.3.4设备一览表：
设备代号
设备名称
V0101
澄清桶
V0102
配水桶
P0101
盐水给料泵
E0101
化盐水换热器
R0101
前反应器
P0102
加压泵
V0109
盐泥池
P0105
盐泥泵
P0106
滤液泵
V0110
滤液池
V0108
过滤精盐水槽
P0103
过滤精盐水泵
R0103
1#折流槽
V0103
化盐桶
R0104
2#折流槽
L0101
皮带输送机
V0105
预处理器
M0102
文丘里混合器
V0106
进液高位槽
F0101
HVM过滤器
F0102
盐泥压滤机
2.3.5设备操作：
（1）、化盐桶
化盐桶的作用是把固体原盐、部分盐卤水、蒸发回收盐水和洗盐泥回收淡盐水，按比例掺和，并加热溶解成氯化钠饱和溶液。
化盐桶一般是钢板焊接而成的立式圆桶，其结构见图1—2。
化盐水由桶底部通过分布管进入化盐桶内。
分布管出口均采用菌帽形结构防止盐粒、异物等进入化盐水管道造成堵塞现象。
在化盐桶中部设置加热蒸汽分配管，蒸汽从分配管小孔喷出，小孔开设方向向下,可避免盐水飞溅或分配管堵塞。
在化盐桶中间与还设置有折流圈，折流圈与桶体成45度角．折流圈的底部开设用于停车时放净残存盐水的小孔。
折流圈的作用是避免化盐桶局部截面流速过大或化盐水沿壁走短路造成上部原盐产生搭桥现象。
折流圈宽度通常约为150～250mm。
化盐桶上都有盐水溢流槽及铁栅，与盐层逆相接触上升的饱和粗盐水，从上部溢流槽溢流出，原盐中常夹带的绳、草、竹片等漂浮性异物经上部铁栅阻挡除去。
（2）、澄清桶
澄清桶的作用是将加入精制剂后反应完全的盐水，在助沉剂的帮助下，使杂质沉淀颗粒凝集变大，下沉分离。
澄清后的清盐水从桶顶部溢流出，送砂滤器作进一步精制过滤，桶底部排出的盐泥送三层洗泥桶，用水洗涤回收其中所含的氯化钠。
2.3.6异常现象处理：
序号
异常现象
原因
处理方法
1
澄清桶返混
1泥层太厚
及时排泥
2淡盐水温度，流量波动
调整淡盐水温度、流量
2
粗盐水含NaCl浓度低
1化盐桶内盐层低
及时补充原盐
2化盐桶内盐泥过多
及时清理
3皮带运输机故障
通知维修及时检修
4化盐温度低
调整化盐水温度
5化盐水SOx
加大膜脱硝装置的负荷
3
粗盐水Ca2+、Mg2+含量高
1盐水过碱量控制过低，特别是Na2CO3浓度过低
适当提高过碱量
2盐水温度不稳定
认真控制盐水温度在55-65℃
3粗盐水流量太大
控制流量
4滤膜泄漏
查出并更换泄露的滤膜
4
加压溶气罐压力太高或太低
1气源压力太高或太低
与空压站联系
2减压阀开启度不适当
调节减压阀
3减压阀失灵
检修或更换减压阀
5
预处理器返混
1粗盐水中NaCl
调整粗盐水含NaCl300-310g/l
2粗盐水中NaOH含量不稳定
调整粗盐水流量及NaOH加入量保证过量NaOH在0.1-0.5g/l
3进预处理前粗盐水Na2CO3含量高
在配水罐内用水稀释
4粗盐水温度波动大
调整操作好板式换热器，确保粗盐水温度稳定
5粗盐水流量波动大
调整阀FI0107开度及加压溶气罐压力稳定
6粗盐水溶气量不足
调整加压融气罐液位正常为65%及压力0.18-0.3MPa，同时检查化盐水温度是否太高并处理
7排泥不及时
及时上、下排泥
8排泥顺序有误
确保先上排再下排泥
9原盐质量差
调配使用优质原盐
10FeCl3加入量不足或太大
调整合适的FeCl3流量
6
过滤器滤后液
1滤具破裂
更换滤膜
2密封橡胶圈不平或卡不严
重新安装调整
3O型圈或密封螺丝不严
重新安装调整
7
过滤器滤后液清但不合格
1过碱量低
调节过碱量，打开P阀，待合格后再关闭P阀
2原盐质量差
调配合格原盐
2.3.7维护、保养
维护与保养
1 经常检查泵和电机温度、轴承温度小于35℃，极限温度小于℃。
2 保持好油位、定期更换新油。
3 运转过程中，有异常声音，应立即停泵检查排除故障后再运转。
4 绝不允许调节进口阀控制流量，以免产生气蚀。
5 泵不准在低于设计流量的30%以下长期运转。
6 如环境温度低于输送液体凝固点，停泵后要排泵内液体，以防冻裂。
7 长时间停泵，应将泵内液体放净，并用清水洗干净。
2.3.8其他要求
1 卫生区每天清扫，保证环境美观、卫生、无杂物、无垃圾、无污水；
2 生产办公现场各类物品定置摆放，标识清楚；
3 宣传橱窗、板报、标语内容健康及时更新；
4 设备装置安全、运转正常、润滑良好，仪器、仪表运转良好可靠；
5 设备日常维护要做到，定人、定期、定职责，杜绝跑冒滴漏；
6 生产现成员工应着工装上岗，不得穿拖鞋，不得赤膊赤脚；
7 生产区域内禁止烟火；
8 无迟到、早退现象；
9 严格遵守事前请假制度。
4总工艺流程概述
精制的饱和食盐水进入阳极室；纯水（加入一定量的NaOH溶液）进入阴极室，通电后H2O在阴极表面放电生成H2，Na+则穿过离子膜由阳极室进入阴极室，此时阴极室导入的阴极液中含有NaOH；Cl－则在阳极表面放电生成Cl2。
电解后
的淡盐水则从阳极室导出，经添加食盐增加浓度后可循环利用。
阴极室注入纯水而非NaCl溶液的原因是阴极室发生反应为2H++2e－=H2↑；而Na+则可透过离子膜到达阴极室生成NaOH溶液，但在电解开始时，为增强溶
液导电性，同时又不引入新杂质，阴极室水中往往加入一定量NaOH溶液。
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